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[嵌入式]基于STM32F407的ADC解析-ADC1多通道扫描模式电压采集实验(启用DMA传输数据)

目录

一:STM32F4的ADC简介

1.1 ADC简介(不看也行)

1.2 ADC的供电及采样电压

二:实验步骤及代码

2.1实验步骤

2.2实验代码

2.2.1 ADC初始化代码

2.2.2 DMA初始化代码

2.2.3 main函数代码

2.2.4 验证步骤

三:一些注意事项(程序运行不成功可以往这找)

ADC设置方面:

DMA设置方面

数据处理方面


?

一:STM32F4的ADC简介

1.1 ADC简介(不看也行)

???? ? 简单来说ADC就是将模拟量电压转换为数字量的工具,F4的12 位 ADC 是逐次趋近型模数转换器。有19 个复用通道,可测量来自16 个外部源、两个内部源和 VBAT 通道的信号。这些通道的 A/D 转换可在单次、连续、扫描或不连续采样模式下进行。ADC采样的结果存储在一个左对齐或右对齐的 16 位数据寄存器中。ADC 具有模拟看门狗特性——允许应用检测输入电压是否超过了用户自定义的阈值上限或下限。

1.2 ADC的供电及采样电压

?????? ADC 电源要求:全速运行时为 2.4 V 到 3.6 V,慢速运行时为 1.8 V。

?????? ADC 输入范围:VREF-?? \leq? VIN? \leq? VREF+ , 并且VREF- 如果可用(取决于封装),则必须将其连接到 VSSA。而通常我们将VREF+与VDDA连接,同时博主还注意到,F407的芯片引脚当中VSS、VDD引脚并不容忍5V供电,而ADC的采集引脚很多可以容忍5V,所以通常情况下,ADC采集的范围在0-3.3V。

二:实验步骤及代码

2.1实验步骤

?????? 通过设置ADC1的三个通道采样顺序并且开启DMA相对应的通道,对数据寄存器当中每一次的采样值(对应每个通道的外部电压转换值)进行收集,并传递到CPU的内部寄存器当中,再对电压值进行串口输出。

2.2实验代码

2.2.1 ADC初始化代码

完成ADC相关的初始化配置,将三个通道的采样顺序进行排序。

void  Adc_Init(void)
{    
    GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStructure;
	ADC_CommonInitTypeDef  ADC_CommonInitStructure;
	ADC_InitTypeDef        ADC_InitStructure;
	
  /*时钟使能*/
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); 

  /*先初始化ADC1通道3、4、5 IO口*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
  ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
  ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
  ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
  ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;l
  ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
	
  ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;//12位模式
  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//扫描模式	
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;//连续转换
  ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
  ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐	
  ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 3;//3个转换在规则序列中 
  ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC初始化

  /*ADC采样顺序*/
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 1, ADC_SampleTime_3Cycles );		    
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 2, ADC_SampleTime_3Cycles );
  ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 3, ADC_SampleTime_3Cycles );
	
  ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启AD转换器		
  ADC_DMARequestAfterLastTransferCmd(ADC1, ENABLE);
  ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
  ADC_SoftwareStartConv(ADC1);		//使能指定的ADC1的软件转换启动功能	

}				  

2.2.2 DMA初始化代码

完成DMA的初始化配置

u16 ADC_ConvertedValue[3]={0};
void Dma_Init(void)
{
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA2, ENABLE); 
	// 外设基址为:ADC 数据寄存器地址
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ((u32)ADC1+0x4c);	
    // 存储器地址,实际上就是一个内部SRAM的变量	
    DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)ADC_ConvertedValue;  
    // 数据传输方向为外设到存储器	
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralToMemory;	
	// 缓冲区大小为,指一次传输的数据量
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 3;	
	// 外设寄存器只有一个,地址不用递增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    // 存储器地址递增
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; 
    // 外设数据大小为半字,即两个字节 
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; 
    //	存储器数据大小也为半字,跟外设数据大小相同
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;	
	// 循环传输模式
	DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
    // DMA 传输通道优先级为高,当使用一个DMA通道时,优先级设置不影响
	DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    // 禁止DMA FIFO	,使用直连模式
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;  
    // FIFO 大小,FIFO模式禁止时,这个不用配置	
    DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_HalfFull;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst = DMA_MemoryBurst_Single;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;  
	// 选择 DMA 通道,通道存在于流中
    DMA_InitStructure.DMA_Channel = DMA_Channel_0; 
    //初始化DMA流,流相当于一个大的管道,管道里面有很多通道
	DMA_Init(DMA2_Stream0, &DMA_InitStructure);
	// 使能DMA流
    DMA_Cmd(DMA2_Stream0, ENABLE);

}

2.2.3 main函数代码

完成数组当中数据的赋值并且打印输出
?

int main(void)
{ 
	extern u16 ADC_ConvertedValue[3];
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);    //初始化延时函数
	uart_init(115200);	//初始化串口波特率为115200
	Adc_Init();         //初始化ADC
    Dma_Init();
	while(1)
	{ 
        printf ("V3:%d\r\n",ADC_ConvertedValue[0]);
		printf ("V4:%d\r\n",ADC_ConvertedValue[1]);
		printf ("V5:%d\r\n",ADC_ConvertedValue[2]);
		delay_ms(500);	
	}
}

2.2.4 验证步骤

????? 将代码烧录至芯片,将PA3、4、5三个引脚分别连接0-3.3V之间不同的电压,打开串口接收,可以看见有不同的数值产生。

三:一些注意事项(程序运行不成功可以往这找)

ADC设置方面:

1.首先是ADC初始化当中,在这里设置为模拟输入,在STM32芯片设置当中,对于ADC、DAC的引脚设置都为模拟输入。

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;

2.ADC的工作模式我们选择独立模式,在结构体当中,模式设置有很多,在设置的时候需要设置相应的模式。

ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//独立模式

3.开启扫描模式并且开启连续转换

  ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;//扫描模式	
  ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;//开启连续转换

4.确定通道采集顺序(很重要,跟数据提取顺序相关)

	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 1, ADC_SampleTime_3Cycles );		    
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 2, ADC_SampleTime_3Cycles );
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 3, ADC_SampleTime_3Cycles );

DMA设置方面

1.外设地址,这里设置为基地址+偏移地址(规则数据寄存器)

	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ((u32)ADC1+0x4c);

2.内部寄存器地址——一个数组地址,同时我们需要注意,这个数组是16位的数组,如果设置为32位,会导致在数据读取的时候出现问题。

	DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr = (u32)ADC_ConvertedValue;  

3.外设地址不递增,寄存器地址递增

    // 外设寄存器只有一个,地址不用递增
	DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    // 存储器地址递增
	DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; 

数据处理方面

?????? 在主函数里对数组当中的数据进行处理,数组当中存储的数据顺序与在ADC初始化代码当中的采样顺序相同。

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加:2021-08-24 15:43:22  更:2021-08-24 15:43:55 
 
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